[发明专利]一种基于单浮标的无源水下导航方法

权利要求书

1.一种基于单浮标的无源水下导航方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、单浮标释放前，在水下平台内部上电完成与水下平台之间的时钟位置同步，将单浮标与水下平台的时间同步时刻标记为t₀；

步骤2、单浮标上浮过程中记录其上搭载的惯导设备获得的惯导观测数据，在到达水面后再利用搭载的GNSS接收机完成自身位置确定与授时，得到单浮标完成定位时刻的时标信息、单浮标上浮后对应的浮标GNSS位置、时钟校正量，并连同利用惯导观测数据求出上浮过程中单浮标的位移量一并通过调制成水声信号对外发送；

步骤3、水下平台接收并解算单浮标发送的水声信号中携带的信息，对水下平台位置及时间进行修正校准；

步骤4、建立定位授时模型，所述定位授时模型为：

x＝x₀+δ_x0+d_x

y＝y₀+δ_y0+d_y

z＝z₀+δ_z0+d_z

t＝t₀+δ_t0+d_t

其中，(x,y,z,t)为水下平台当前时刻校正后的位置和时间；

(x₀,y₀,z₀)为单浮标上浮后对应的浮标GNSS位置；

(δ_x0,δ_y0,δ_z0)为上浮过程中单浮标的位移量；

t₀为单浮标与水下平台的时间同步时刻；

δ_t0为单浮标利用GNSS授时后求得的时钟校正量；

(d_x,d_y,d_z,d_t)为浮标释放时刻至浮标定位信号接收时刻，水下平台的位置移动量以及时间推移量；

步骤5、根据单浮标上浮后对应的浮标GNSS位置、求出的上浮过程中单浮标的位移量反推求解单浮标释放时刻的初始位置并将其作为水下平台初始位置；

步骤6、根据所得水下平台初始位置和解算出的水下平台的位置移动量和时间推移量，通过定位授时模型进行水下平台当前位置解算以及位置预测。

2.根据权利要求1所述基于单浮标的无源水下导航方法，其特征在于，所述步骤2中由惯导观测数据通过INS解算求出上浮过程中单浮标的位移量。

3.根据权利要求1所述基于单浮标的无源水下导航方法，其特征在于，所述步骤3中水下平台接收到单浮标发送的水声信号采用M元差分扩频编码体制调制生成。

4.根据权利要求1所述基于单浮标的无源水下导航方法，其特征在于，所述步骤5中反推求解单浮标释放时刻的初始位置为：

对上浮过程中单浮标的惯导观测数据根据时间逆序排列，并将陀螺仪三轴数据取反，其次将加速度反向，得到修正后的反向惯导观测数据；

利用单浮标上浮后对应的浮标GNSS位置和修正后的反向惯导观测数据求解得到单浮标释放时刻的初始位置。